Восьмизначное устройство приема и передачи данных

 

Изобретение относится к вычислительной технике и связи. Целью изобретения является повышение информативности устройства путем снижения числа линий связи. Восьмизначное устройство приема и передачи данных содержит дешифратор 1 двухзначного позиционного кода в унитарный пространственный код, ЦАП 2. АЦП 3 и дешифратор 4 пространственного единичного кода в двухзначный позиционный код. Предложенное устройство осуществляет полное преобразование двухуровневых сигналов в многоуровневый, передачу их в одиночную линию связи, прием многоуровневых сигналов и их преобразование в двухуровневый сигнал в полном соответствии с передаваемыми сообщениями. 4 табл, 5 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных устройствах и системах обработки данных при организации интерфейса.

Известны устройства для передачи информации с многозначным кодированием [1-5] , содержащие в своем составе преобразователи двухзначного сигнала в многозначный, линию передачи данных в многозначном коде и преобразователь многозначного кода в двухзначный. Недостатками указанных устройств являются накопление погрешности при преобразовании двухзначного сигнала в многозначный и низкая температурная стабильность [1,2] , низкое быстродействие из-за применения аналоговых операционных усилителей в своем составе [2] , ограниченные функциональные возможности [2] [4] , а также нереализуемость методами твердотельной интегральной технологии [5] .

Наиболее близким к заявляемому является устройство [6] , содержащее на передающей стороне ЦАП, а на приемной стороне АЦП, а также канал связи. К недостаткам этого устройства относятся ограниченные эксплуатационные возможности и низкая пропускная способность, так как четырехзначное кодирование позволяет только в два раза уменьшить число параллельных линий передачи данных и только в два раза повысить пропускную способность в сравнении с двухзначными устройствами приема и передачи данных.

Целью изобретения является повышение информативности путем снижения числа линий связи устройства приема и передачи данных с многозначным кодированием.

На фиг. 1 показана функциональная схема восьмизначного устройства приема и передачи данных; на фиг. 2 - принципиальная схема дешифратора двухзначного позиционного кода в унитарный пространственный код; на фиг. 3 - принципиальная схема ЦАП; на фиг. 4 - принципиальная схема АЦП; на фиг. 5 - принципиальная схема дешифратора пространственного единичного кода в двухзначный позиционный код.

Восьмизначное устройство приема и передачи данных (фиг. 1) состоит из дешифратора 1 двухзначного позиционного кода в унитарный пространственный код, ЦАП 2, АЦП 3 и дешифратора 4 пространственного единичного кода в двухзначный позиционный код и имеет входы 5-7 дешифратора 1 двухзначного позиционного кода в унитарный пространственный код и устройства, выходы 8-14 дешифратора 1, соединенные с соответствующими управляющими входами ЦАП 2, выход 15 которого образует линию передачи данных, подключенную к АЦП 3, соединенного через выходы 16-2 с дешифратором 4 пространственного единичного кода в двухзначный позиционный код, выходы 23-25 которого образуют выходы восьмизначного устройства приема и передачи данных.

Дешифратор 1 (фиг. 2) двухзначного позиционного кода в унитарный пространственный код восьмизначного устройства приема и передачи данных содержит три идентичных блока, включающих три элемента И-НЕ 26-28 и RS-триггер 29, а также семь трехвходовых элементов И 30. Объединенные входы элементов И-НЕ 26 и 28 образуют три входа 5-7 дешифратора 1 и устройства, вторые входы элементов И-НЕ 27, 28 объединены и образуют вход синхронизации дешифратора 1, выход элемента И-НЕ 26 подключен к первому входу элемента И-НЕ 27, выходы элементов И-НЕ 27, 28 подключены к входам RS-триггеров 29. Прямой выход 31 первого RS-триггера 29₁подключен к третьим входам элементов И 30₄-30₇, инверсный выход 32 первого RS-триггера 29₁ подключен к третьим входам элементов И 30₁-30₃. Прямой выход 33 второго RS-триггера 29₂ подключен к вторым входам элементов И30₂, 30₃, 30₆, 30₇, инверсный выход 34 второго RS-триггера 29₂подключен к вторым входам элементов И 30₁, 30₄, 30₅. Прямой выход 35 третьего RS-триггера 29₃ подключен к первым входам элементов И 30₁, 20₃, 30₅, 30₇, инверсный выход 36 третьего RS-триггера 29₃ подключен к первым входам элементов И30₂, 30₄, 30₆. Выходы 37-43 элементов И образуют выходы 8-14 дешифратора 1 двухзначного позиционного кода в унитарный пространственный код, подключенные к управляющим входам ключевых каскадов ЦАП 2 (фиг. 3), содержащих семь ключей 21-27 и семь звеньев 22.1-22.7 формирования уровней восьмизначного кода, выходы которых объединены и образуют линию 15 передачи данных. Последняя соединена с объединенными входами компараторов АЦП 3 (фиг. 4), включающего семь компараторов 31-37 и семь звеньев 31.1-31.7 формирования опорных уровней. Выходы компараторов подключены к соответствующим входам 16-22 дешифратора 4 пространственного единичного кода в двухзначный позиционный код (фиг. 5), содержащего элемент ИЛИ 44, два элемента И-НЕ 45, 46 и три элемента И 47-49, которые образуют четыре трехвходовых субблока 50₁-50₄ дешифратора 4. Три входа 51-53 первого субблока 50₁дешифратора 4, вторые и третьи входы 54-57 второго и третьего субблоков 50₂ и 50₃ дешифратора 4 образуют входы 16-22 дешифратора 4 пространственного единичного кода в двухзначный позиционный код. Первый вход 51 каждого субблока 50₁ дешифратора 4 образован объединенными первыми входами элементов И 47, 48, второй вход 52 субблока 50₁образован объединенными входами элемента И-НЕ 45 и вторым входом элемента И 48, третий вход 53 субблока 50₁ образован первым входом элемента И 49, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 44. Первый вход элемента ИЛИ 44 объединен с выходом элемента И 47 и подключен к входам элемента И-НЕ 46. Инверсный выход элемента И-НЕ 45 подключен к второму входу элемента И 47, выход элемента ИЛИ 44 образует первый выход субблока 50₁ дешифратора 4. Первый выход первого субблока 50₁ дешифратора 4 подключен к первому входу второго субблока 50₂дешифратора 4, первый выход которого подключен к первому входу третьего субблока 50₃. Вторые входы первого, второго и третьего субблоков 50₁-50₃дешифратора 4 соответственно подключены к входам 58-60 четвертого субблока 50₄ дешифратора 4, а первый выход третьего субблока 50₃дешифратора 4 и первый и второй выходы четвертого субблока 50₄дешифратора 4 образуют три выхода 23-25 дешифратора 4 пространственного единичного кода в двузначный позиционный код и восьмизначного устройства приема и передачи данных.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на входах 5-7 восьмизначного устройства приема и передачи данных присутствуют нулевые выходные сигналы, соответствующие значению двухзначного позиционного кода. Работа дешифратора 1 при k= 8 описывается следующими логическими функциями: y₁= x₁x₂x₃; y₂= xx₃; y₃= x₁x; y₄= x₃; y₅= x; y₆= x₂x₃; y₇= x₁x₂x₃ где х₁, . . . , х₃, Y₁, . . . , Y₇ - входные сигналы на входах 5-7 и выходные сигналы на выходах 8-14 дешифратора 1 соответственно.

Отсюда в соответствии с табл. 1 истинности на выходах 8-14 дешифратора 1 двухзначного позиционного кода в унитарный пространственный код в исходном состоянии формируются значения <0000000> единичного кода, сигналы которого поступают на одноименные управляющие входы ЦАП 2. При этом ни один из ключей ЦАП не подает сигнал на выход 15 и на одноименной линии связи формируется сигнал логического "0" восьмизначного кода (табл. 2). При таком сигнале на линии 15 передачи данных на входы компараторов АЦП 3 не поступает сигнал и на выходах 16-22 компараторов всюду нулевые сигналы <0000000> (табл. 3). Соответственно на выходах 23-25 дешифратора 4 многозначного кода в двузначный, работа которого описывается следующими логическими функциями: ∨ X₃= L₁L₂(L₁L₂ ∨ L₁L₂L₃)L₄, где Х₁, . . . , Х₃, L₁, . . . , L₇ - выходные сигналы и входные сигналы на выходах 23-25 и входах 16-22 дешифратора 4 соответственно, будут сигналы логического "0" трехразрядного позиционного двузначного кода (табл. 4).

Рассмотрим пример работы устройства для случая входных сигналов 100. Этот набор значений входных сигналов преобразуется дешифраторатом 1 в сигналы на выходах 8-14 следующего вида <10000000> (см. табл. 1). При этом возбуждается вход 8 ЦАП 2, в результате чего на выходе 15 формируется сигнал логической "1" многозначного кода, поступающий в линию передачи данных на вход АЦП 3. При сравнении входного сигнала многозначного кода с первым пороговым уровнем компаратора на его выходе появляется уровень логической "1", который в силу специфики работы дешифратора 4 (см. табл. 4), формирует на выходе 23 сигнал логической "1". На остальных выходах 24, 25 в этом случае сохраняются нулевые значения выходных сигналов. В итоге на выходах 23-25 устройства формируется равный входному двузначный код вида <100> .

Если аналогично проследить процессы поэтапных преобразований входных двузначных параллельных векторов х₁, х₂, х₃ (см. табл. 1-4), то легко убедиться, что предлагаемое устройство осуществляет полное преобразование двухуровневых сигналов в многоуровневые, передачу их в одиночную линию связи, прием многоуровневых сигналов и их преобразование в двухуровневый сигнал в полном соответствии с передаваемыми сообщениями.

Таким образом, введенные дополнительные элементы и связи в постранственные дешифраторы устройства приема и передачи данных обеспечивают уменьшение числа внешних связей на этапе передачи данных по линии связи в сравнении с прототипом в 1,5 раза, повышая пропускную способность и увеличивая тем самым эксплуатационные возможности устройств приема и передачи в цифровых сетях передачи данных.

Формула изобретения

ВОСЬМИЗНАЧНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИЕМА И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, содержащее на передающей стороне дешифратор двузначного позиционного кода в унитарный пространственный код, состоящий из трех элементов И - НЕ, и цифроаналоговый преобразователь, а на приемной стороне - аналого-цифровой преобразователь и дешифратор пространственного единичного кода в позиционный двузначный код, содержащий элемент ИЛИ и два элемента И - НЕ, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности, в устройство введены на передающей стороне в дешифратор двузначного позиционного кода в унитарный пространственный код элементы И - НЕ и RS-триггеры, объединенные в элементы дешифрации, первый по седьмой элементы И, на приемной стороне в дешифратор пространственного единичного кода в двузначный позиционный код - элементы И, объединенные с элементами ИЛИ и И - НЕ в элементы дешифрации, причем на передающей стороне объединенные входы первого элемента каждого элемента дешифратора являются соответствующими входами устройства, первый вход второго и третьего элементов И - НЕ каждого элемента дешифрации объединены и образуют вход синхронизации дешифратора двузначного позиционного кода в унитарный пространственный код, выход первого элемента И - НЕ подключен к второму входу второго элемента И - НЕ, выходы второго и третьего элементов И - НЕ подключены к входам RS-триггера, прямой выход RS-триггера первого элемента дешифрации подключен к третьим входам четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И, инверсный выход RS-триггера первого элемента дешифрации подключен к третьим входам первого, второго и третьего элементов И, прямой выход RS-триггера второго элемента дешифрации подключен к вторым входам второго, третьего, шестого и седьмого элементов И, инверсный выход RS-триггера второго элемента дешифрации подключен к вторым входам первого, четвертого и пятого элементов И, прямой выход RS-триггера третьего элемента дешифрации подключен к первым входам первого, третьего, пятого и седьмого элементов И, инверсный выход RS-триггера третьего элемента дешифрации подключен к первым входам второго, четвертого и шестого элементов И, выходы которых являются выходами дешифратора двузначного позиционного кода и унитарный пространственный код, подключенные к управляющим входам цифроаналогового преобразователя, выходы которых объединены и образуют линию передачи данных, соединенную с объединенными входами аналого-цифрового преобразователя, на приемной стороне, выходы которого подключены к первому, второму и третьему входам первого элемента дешифрации пространственного единичного кода в двузначный позиционный код, второму и третьему входам второго и третьего элементов дешифрации, первый выход первого элемента дешифрации подключен к первому входу второго элемента дешифрации, первый выход которого подключен к первому входу третьего элемента дешифрации, вторые выходы первого, второго и третьего элементов дешифрации подключены соответственно к входам четвертого элемента дешифрации, первый выход третьего элемента дешифрации и первый и второй выходы четвертого элемента дешифрации пространственного единичного кода в двузначный позиционный код являются выходами устройства, в дешифраторе пространственного единичного кода в двухзначный позиционный код первый вход каждого элемента дешифрации является объединенными первыми входами первого и второго элементов И, второй вход является объединенными входами первого элемента И - НЕ и вторым входом второго элемента И, третий вход является первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, инверсные выходы первого и второго элементов И - НЕ подключены к вторым входам первого и третьего элементов И, выход первого элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ и входами второго элемента И - НЕ, выход элемента ИЛИ является первым выходом элемента дешифрации, выход второго элемента И является вторым выходом каждого элемента дешифрации пространственного единичного кода в двузначный позиционный код.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5